Istilah impedansi biasanya digunakan jika seseorang menyambungkan pembesar suara ( penguat ) pada sistem audio biasanya sejumlah Ohms, dicetak secara berkala di sebelah banyak input atau ke soket output. Walaupun sifat impedans kurang difahami, kata impedans digunakan dalam banyak disiplin teknik untuk disebut sebagai lawan untuk menyelesaikan pekerjaan. Bagaimanapun, artikel ini merujuk terutamanya pada impedans elektrik, yang menerangkan kesan gabungan rintangan (R), reaktansi induktif (XL) dan kereaktifan kapasitif (XC) dalam litar AC, sama ada ia berlaku dalam satu komponen, atau secara keseluruhan litar.

Apakah Impedansi Elektrik?

Impedans elektrik (juga dikenali sebagai 'impedans' secara ringkas) adalah penambahan definisi rintangan terhadap arus bolak-balik (AC). Ini bermaksud bahawa impedans merangkumi kedua-dua rintangan (penentangan arus elektrik yang menyebabkan panas) dan reaktansi (ukuran arus berlawanan seperti itu bergantian) - secara terperinci, penentangan yang berdekatan dengan arus elektrik. Di dalam arus terus (DC), impedans elektrik sama dengan rintangan, kecuali ia tidak berlaku dalam litar AC.

Impedans Elektrik

Impedansi juga boleh berbeza dengan rintangan apabila litar DC berubah aliran dalam satu cara atau yang lain - serupa dengan membuka dan menutup suis elektrik , seperti yang diperhatikan di komputer ketika mereka membuka dan menutup suis untuk mewakili satu dan nol (bahasa binari). Kebalikan dari impedans adalah kemasukan, yang merupakan ukuran peruntukan arus. Angka di sebelah kiri adalah satah impedans kompleks, di mana impedans diwakili oleh Z, rintangan digambarkan sebagai R, dan reaktansi digambarkan dengan X.

Tomografi Impedans Elektrik (EIT)

Prinsip asas tomografi impedans elektrik (EIT) mirip dengan tomografi rintangan elektrik (ERT) sehingga beberapa ukuran di pinggir kapal proses atau tiub diambil dan digabungkan untuk memberi maklumat mengenai sifat elektrik dari jumlah proses.

Tomografi Impedans Elektrik

Elektrik Impedans Tomografi (EIT) adalah kaedah pengimejan perubatan yang tidak invasif di mana angka kekonduksian atau permitiviti bahagian badan bersebelahan dengan pengukuran elektrod permukaan. Kekonduksian elektrik bergantung pada kandungan ion bebas dan berbeza secara signifikan antara tisu biologi yang berbeza (EIT mutlak) atau keadaan praktikal yang berbeza dari satu dan tisu atau organ lain yang serupa (EIT relatif atau berfungsi). Sebilangan besar sistem EIT menggunakan arus tidak tetap sedikit pada satu frekuensi namun, beberapa sistem EIT menggunakan pelbagai frekuensi untuk membezakan dengan lebih baik antara tisu abnormal biasa dan disyaki dalam organ yang sama (multifrekuensi-EIT atau spektroskopi impedans elektrik).

Impedansi Kompleks

Perintang dengan nilai R mempunyai impedansi R ohm, nombor nyata. Induktor yang ideal mempunyai impedans kompleks

Z = j2πfL

Di mana 'f' adalah frekuensi di Hertz dan L adalah induktansi di Henries. Ini khayalan kerana induktor yang ideal hanya dapat menyimpan dan mengeluarkan tenaga elektrik. Ia tidak dapat menghilangkannya sebagai haba seperti perintang. Begitu juga, kapasitor ideal mempunyai impedansi kompleks

Z = -j / 2πfc

Di mana 'C' adalah kapasitansi dalam farad.

Penggunaan Impedansi Kompleks

Tingkah laku impedans litar AC dengan pelbagai komponen dengan cepat menjadi tidak terkawal sekiranya sinus dan kosinus digunakan untuk menunjukkan voltan dan arus. Pembinaan matematik yang memudahkan penggunaan fungsi eksponen kompleks. Bahagian strategi yang diperlukan adalah seperti berikut

Hubungan matematik mendasari teknik

ejωt = cosωt + sinωt

Bahagian sebenar fungsi eksponen kompleks boleh digunakan untuk mewakili voltan atau arus AC.

V = Vm COSωt

I = Im COS (ωt-φ)

Impedans kemudian dapat dinyatakan sebagai eksponen kompleks

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Impedansi unsur litar individu kemudian dapat dinyatakan sebagai nombor nyata atau nombor khayalan.

R –j / ωc jωL

Impedansi Kompleks untuk RL dan RC

Menggunakan impedans kompleks adalah teknik yang penting untuk mengendalikan litar AC berbilang komponen. Sekiranya satah kompleks digunakan dengan rintangan di sepanjang paksi sebenar, maka reaktansi kapasitor dan induktor dianggap sebagai nombor khayalan. Untuk rangkaian kombinasi komponen seperti kombinasi RL dan RC, nilai komponen ditambahkan seolah-olah komponen vektor. Yang ditunjukkan sekarang adalah bentuk Cartesian dari impedans kompleks. Mereka juga boleh ditulis dalam bentuk kutub. Impedansi dalam rangkaian kombinasi seperti Litar selari RLC .

Impedansi Kompleks untuk RL dan RC

Penentangan dan Reaksi

Rintangan pada asasnya geseran terhadap pergerakan elektron. Ia ada di semua konduktor hingga tahap tertentu (kecuali superkonduktor!), Dan terutama di perintang. Apabila arus ulang-alik melalui rintangan, penurunan voltan terbentuk yang berada dalam fasa dengan arus. Rintangan dilambangkan secara matematik dengan huruf 'R' dan diukur dalam unit ohm (Ω).

Litar Rintangan dan Reaksi

Reaktans pada dasarnya tidak aktif terhadap pergerakan elektron. Ia terdapat di mana sahaja medan elektrik atau magnet dikembangkan mengikut voltan atau arus yang berlaku, yang sesuai tetapi terutama pada kapasitor dan induktor. Apabila arus ulang-alik melalui reaktansi tulen, penurunan voltan dihasilkan - yang 90o keluar dari fasa dengan arus. Reaktansi adalah secara matematik yang dilambangkan dengan huruf 'X' dan diukur dalam unit Ohms (Ω).

Aplikasi Impedansi

Impedance dan resistance keduanya mempunyai aplikasi sama ada anda mempertimbangkannya atau tidak, kedua-duanya wujud di rumah anda sendiri. Elektrik rumah anda dikendalikan oleh panel yang mempunyai sekering di dalamnya. Apabila anda mengalami lonjakan elektrik, sekering ada untuk menghentikan kuasa sehingga kecederaannya dapat diminimumkan. Sekering anda serupa dengan perintang berkapasiti tinggi yang mampu melakukan pukulan. Tanpa mereka, sistem elektrik rumah anda akan menggoreng dan anda mesti membuatnya dari awal

Masalah ini dapat diselesaikan berkat impedans dan rintangan. Situasi lain di mana impedans sangat penting ialah kapasitor. Dalam kapasitor, impedans digunakan untuk menguruskan aliran elektrik di papan litar. Tanpa kapasitor yang mengawal dan aliran elektrik yang dapat disesuaikan, elektronik anda yang menggunakan arus bergantian akan menggoreng atau mengamuk. Oleh kerana arus bolak-balik memberikan elektrik pada nadi berfluktuasi, perlu ada pintu gerbang yang menahan semua elektrik dan membiarkannya lancar sehingga litar elektrik tidak berlebihan atau kurang beban.

“gelung tertutup berbanding gelung terbuka ”

Dalam artikel ini, kami telah membincangkan konsep teori litar elektrik dan konsep EIT (impedans elektrik tomografi) dan prinsip kerjanya, impedans kompleks, penggunaan impedans kompleks, impedans kompleks untuk konsep litar RL dan RC dan reaktansi dan rintangan. Akhirnya aplikasi impedans elektrik. Selanjutnya, untuk sebarang pertanyaan mengenai konsep ini atau projek elektrik dan elektronik , sila berikan cadangan berharga anda dengan memberi komen di bahagian komen di bawah. Inilah soalan untuk anda, apakah aplikasi impedans elektrik ?

Kredit Foto: